[發明專利]一種污水處理用聚苯乙烯系陽離子交換樹脂制備方法

在審

• 申請號: 201710793761.0
• 申請日: 2017-09-06
• 公開（公告）號: CN107519947A
• 公開（公告）日: 2017-12-29
• 發明（設計）人: 姚能平;將大慶;王祖錦
• 申請（專利權）人: 安徽皖東化工有限公司
• 主分類號: B01J39/22
• 分類號: B01J39/22;C02F1/42
• 代理公司: 合肥市長遠專利代理事務所(普通合伙)34119
• 代理人: 楊霞,翟攀攀

技術領域

本發明涉及陽離子交換樹脂技術領域，尤其涉及一種污水處理用聚苯乙烯系陽離子交換樹脂制備方法。

背景技術

關于水污染的話題不斷被提起，特別是地下水污染問題，民眾環保意識的覺醒，對水污染的關切程度達到了空前。地表水污染顯而易見，地下水的污染卻是觸目驚心。中國13億人口中，有70％飲用地下水，660多個城市中有400多個城市以地下水為飲用水源。但是據介紹，全國90％的城市地下水已受到污染。因此凈化水質迫在眉睫，關系到國計民生。但現有的污水處理用離子交換樹脂存在離子交換容量小的缺點，不能夠滿足使用要求。

發明內容

基于背景技術存在的技術問題，本發明提出了一種污水處理用聚苯乙烯系陽離子交換樹脂制備方法，制備工藝簡便可控，環保，所得污水處理用聚苯乙烯系陽離子交換樹脂交聯結構均勻，離子交換容量大，而且強度高，原料成本低，應用于污水處理的吸附中，無污染且不產生任何廢棄物，吸附效果好。

本發明提出的一種污水處理用聚苯乙烯系陽離子交換樹脂制備方法，包括如下步驟：

S1、將棉花稈、沸石粉攪拌，送入無氧馬弗爐中升溫煅燒，冷卻，研磨，加入硝酸溶液攪拌，洗滌至中性，干燥，加入超支化聚硅氧烷、丙酮，超聲處理，微波處理，噴霧干燥得到第一物料；

S2、將乙基苯乙烯、亞甲基雙丙烯酰胺、甲苯混合均勻，加入第一物料、明膠水溶液混合均勻，加入自過氧化苯甲，升溫攪拌，升溫，保溫，老化，過濾得到第二物料；

S3、將第二物料送入200#汽油中溶脹，攪拌狀態下滴加硫酸溶液，滴加完全后調節溫度，攪拌，用冰水洗滌，過濾得到污水處理用聚苯乙烯系陽離子交換樹脂。

優選地，S1中，棉花稈、沸石粉、硝酸溶液、超支化聚硅氧烷、丙酮的重量比為30-50：6-12：80-120：3-7：80-120；硝酸溶液的濃度為0.4-0.8mol/L。

優選地，S1中，按重量份將30-50份棉花稈、6-12份沸石粉攪拌20-40min，攪拌速度為800-1000r/min，送入無氧馬弗爐中升溫至650-750℃煅燒40-60min，冷卻，研磨，加入80-120份濃度為0.4-0.8mol/L的硝酸溶液攪拌10-20min，洗滌至中性，干燥，加入3-7份超支化聚硅氧烷、80-120份丙酮，超聲處理40-60min，超聲功率為500-600W，微波處理10-20min，微波功率為400-600W，噴霧干燥得到第一物料。

優選地，S2中，乙基苯乙烯、亞甲基雙丙烯酰胺、甲苯、第一物料、明膠水溶液、自過氧化苯甲的重量比為30-50：6-12：20-40：8-16：100：2-4；明膠水溶液的濃度為0.1-0.2wt％。

優選地，S2中，按重量份將30-50份乙基苯乙烯、6-12份亞甲基雙丙烯酰胺、20-40份甲苯混合均勻，加入8-16份第一物料、100份濃度為0.1-0.2wt％的明膠水溶液混合均勻，加入2-4份自過氧化苯甲，升溫至60-70℃攪拌20-40min，升溫至85-95℃保溫20-40min，老化，過濾得到第二物料。

優選地，S3中，第二物料、200#汽油、硫酸溶液的重量比為60-80：120-160：4-8；硫酸溶液的濃度為96-98wt％。

優選地，S3中，按重量份將60-80份第二物料送入120-160份200#汽油中溶脹40-60min，攪拌狀態下滴加4-8份濃度為96-98wt％硫酸溶液，滴加完全后調節溫度至1-2℃，攪拌4-6h，用冰水洗滌，過濾得到污水處理用聚苯乙烯系陽離子交換樹脂。

本發明中，棉花稈作為天然有機物與沸石粉復配，在無氧馬弗爐中經過炭化與熱活化處理，研磨后粉末質地均勻，燒失率低，活性高，由于超支化聚硅氧烷為三維球狀結構的高度支化物，在一定條件下接枝在超支化聚硅氧烷上，不僅具備一定的孔道結構，而且表面活性極高，吸附活性極高；而采用第一物料與乙基苯乙烯配合，以亞甲基雙丙烯酰胺為交聯劑，在水中柔順性好，不僅能提高交聯結構的穩定性，增大網絡孔徑，而且可提高其脹縮穩定性，在引發劑和致孔劑的作用下，調整各反應條件，得到聚苯乙烯雙重微球結構，經過磺化后，得到高吸附性能的樹脂，其離子交換容量大，制備工藝簡單可控，在磺化結束后用冰水處理，不僅能安全的通過反應去除殘留的磺化劑，還能使溶劑完全從樹脂內部和表面脫離。

本發明所得污水處理用聚苯乙烯系陽離子交換樹脂交聯結構均勻，離子交換容量大，而且強度高，原料成本低，合成工藝簡便可控，環保，應用于污水處理的吸附中，無污染且不產生任何廢棄物，吸附效果好。

具體實施方式